大科學(xué)裝置是打造原始創(chuàng)新的國之重器。截至目前，我國投入運(yùn)行和正在建設(shè)的大科學(xué)裝置達(dá)到50多個(gè)，在材料、能源、生命、工程技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域的布局框架已初步成形。
如果說高海拔宇宙線觀測站是捕獲高能粒子雨的巡天探測裝置，那么位于廣東的散裂中子源就像是一個(gè)超級(jí)顯微鏡，可以為材料科學(xué)、生命科學(xué)等提供重要平臺(tái)。中國散裂中子源2018年建成，成為世界四大脈沖散裂中子源之一。如今，這一大科學(xué)裝置已有四臺(tái)譜儀正式投入運(yùn)行，成為重要的原始創(chuàng)新策源地。
位于廣東東莞松山湖的中國散裂中子源，科研人員正在調(diào)試的這臺(tái)譜儀設(shè)備，在改造升級(jí)之后將用于航空航天、高鐵等大型高端部件的殘余應(yīng)力可靠性檢測。
中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部中子科學(xué)部副主任 張俊榮：我們現(xiàn)在在做的調(diào)試正在給下一個(gè)用戶實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，他們做的這個(gè)材料是高端軸承，我們現(xiàn)在重要的是要推進(jìn)這個(gè)國產(chǎn)的高端軸承的一個(gè)突破。
運(yùn)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國產(chǎn)高端軸承要想通過鑒定投入使用，就需要測量它的殘余應(yīng)力并提升加工工藝，這也是散裂中子源的重要任務(wù)之一。由于中子不帶電，穿透性強(qiáng)，可研究高溫、高壓、極低溫、強(qiáng)磁場等極端條件下的物質(zhì)特性，在研究高端軸承等大型部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和應(yīng)力方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。
服務(wù)全球2600多位用戶，完成課題超500項(xiàng)
中國散裂中子源正式運(yùn)行以來，加速器質(zhì)子束流打靶功率達(dá)100千瓦，提前一年半達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。目前已服務(wù)全球2600多位用戶，完成課題超過500項(xiàng)，包括新型鋰離子電池材料結(jié)構(gòu)、太陽能電池、芯片中子單粒子效應(yīng)等，同時(shí)也開展了航空材料、可燃冰、頁巖氣和催化劑等領(lǐng)域的前期研究。
二期工程即將啟動(dòng)，譜儀將擴(kuò)建到20臺(tái)左右
目前，中國散裂中子源正準(zhǔn)備進(jìn)行二期工程建設(shè)，未來譜儀數(shù)量將擴(kuò)建到20臺(tái)左右，打靶功率將從100千瓦提升到500千瓦，意味著在同樣實(shí)驗(yàn)精度下，數(shù)據(jù)采集時(shí)間是原來的1/5，而且可以研究更小的樣品，觀察更快的過程，為前沿科學(xué)研究、國家重大需求和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更先進(jìn)的研究平臺(tái)。
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